用燃气灶做饭20分钟，就可能吸入1万亿个纳米颗粒 | 环球科学要闻

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2024-02-28 14:02

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· 健康 ·

用燃气灶做饭20分钟，就可能吸入1万亿个纳米颗粒

图片来源：pixabay

燃料燃烧是全球室内和室外空气污染的重要来源。近日，一项发表于PNAS nexus的新研究发现，使用燃气灶做饭会在室内排放大量纳米团簇气溶胶（nanocluster aerosol，直径1～3纳米的颗粒，能有效进入人的呼吸系统），其数量可以相当于，甚至超过燃油车辆产生的气溶胶颗粒数量。

研究人员建立了一个“小房子”实验室，它具有典型住宅的所有功能，但配备了先进的空气质量检测仪器，可以检测该实验室中小至1纳米的颗粒。通过该设备，研究小组在实际烹饪实验中收集了大量有关室内纳米团簇气溶胶颗粒的数据，并与已知的室外空气污染水平比较。结果发现，通过燃气灶烹饪的过程中，每千克燃料可排放多达10千万亿纳米团簇气溶胶颗粒。这意味着，在用燃气灶做饭时，成人和儿童在室内吸入的纳米簇气溶胶比站在繁忙街道上吸入的汽车尾气多10至100倍。模型显示，纳米簇气溶胶颗粒在从燃气灶到室内其他地方的过程中具有很强的持久性。且用燃气灶做饭20分钟的时间内，成人呼吸道中大约会沉积 100 亿至 1 万亿个纳米簇气溶胶颗粒，而儿童可能会吸入得更多。研究者表示，燃气灶的排气扇可能起到防止部分纳米簇气溶胶颗粒进入人的呼吸系统的作用，但这有待进一步测试。（PURDUE UNIVERSITY）

· 动物学 ·

指甲大小的鱼类可以发出高达140分贝的声音

视频来源：原论文

我们通常会认为鱼类是一种非常安静的动物，然而近日发表于《美国科学院院刊》（PNAS）的一项研究发现，一种体长不超过12毫米，只有指甲大小的小鱼Danionella cerebrum可以发出高达140分贝的声音——相当于在一百米内飞机起飞时的声音大小。

研究团队发现，这种鱼类的雄性具有一种特殊的发声装置，其中包括特殊的软骨、肋骨和肌肉。具体来说，为了发出声音，位于鱼鳔旁边的一处肋骨会被肌肉移动到软骨中，随后当肋骨和软骨被释放后，它们会加速并击向鱼鳔，从而像鼓一样发出响亮的声音。雄性的这一肋骨比雌性硬得多，这或许可以解释雌性鱼类为何不能发出声音。考虑到这种鱼类生活在较为浑浊的浅水中，研究人员怀疑，生存环境导致雄性开始通过声音交流和竞争。（Senckenberg Research Institute and Natural History Museum）

· 可持续 ·

更环保的牛仔蓝染色法

生产蓝色牛仔布需要使用一种名为靛蓝（indigo）的染料，目前只有这种分子能产生蓝色牛仔布的独特颜色。这个过程会排放很多二氧化碳，使用大量有毒化学物质，导致环境污染，并伤害纺织工人和当地社区的健康。最近一项发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的研究提出了一种生产蓝色牛仔布的新方法，只需要适度增加成本，这种方法就可以将环境影响最多降低92%。

这项新方法使用的染料是靛苷（indican），靛苷本身没有颜色，并且能在纺纱上直接变成靛蓝，并且染色过程中不会使用有毒化学物质。然而应用这种方法需要量产靛苷的技术。研究团队通过工程改造，改进了能产生靛蓝的植物蓼蓝（Polygonum tinctorium）中的吲哚糖基转移酶，从而经济地生产工业规模的靛苷。他们还演示了经济上可行、伤害性低的染色工艺，这些工艺能将靛苷变成靛蓝染上牛仔布，其中一种工艺使用酶和一个光驱动的方法。研究指出，光驱动的染色方式有望将蓝色牛仔染色对环境的影响减少73%，而酶染色法能减少92%。作者表示，根据市场分析，牛仔裤每年交易量在40亿条，这些方法或能减少有毒废物的产生，让全球年二氧化碳排放减少350万吨。

· 新技术 ·

3D打印出更逼真的义眼

图中患者右眼为义眼，与真眼几乎没有区别。利用自动数字化工作流程和3D打印技术制作的义眼在形状和外观上都很逼真。（图片来源：Stephen Bell, Ocupeye公司）

全球约有800万人佩戴义眼。不过，目前生产定制义眼的工艺很耗时，而且需要技艺高超的工人为每位患者手工定制每个义眼。一般来说，整个过程需要耗费8个多小时，而且生产出的义眼质量也参差不齐。近日发表于《自然·通讯》（Nature Communicaitons）的一项研究报道了一种更快捷、更不费人工的技术，能建模和3D打印出更逼真的定制义眼。作者认为，这种技术生产的义眼可能外观更自然，适配度更好。

研究团队开发并测试了一种为有需求患者生产义眼的数字化技术。他们利用光学相干层析成像（OCT）扫描了10名患者的眼眶和健康的眼睛，义眼能自动调整为适应眼眶的形状。研究人员让多材料3D打印机利用彩色图像生成有纹理的3D模型。单个义眼的打印时间约为90分钟，同步打印100个义眼需要约10小时。作者能很好地复制对侧眼的颜色和解剖结构，尤其是颜色、大小、虹膜结构、巩膜外观。虽然这些义眼还需要义眼制造者的最终调整，但作者估计，这种方法对人工的需求只有传统工艺的五分之一，而且结果的复现性更好。

作者认为，进一步开发这个数字工艺，或能让之前不适用的患者（如儿童）也用上义眼。作者预计目前约80%的需要义眼的患者能使用该研究描述的技术，这项技术可能还不适合很复杂的眼眶或特定眼部条件。摩菲眼科医院NHS信托基金会的一个仍在进行的临床试验正在测试这些义眼，试验将关注这些义眼相较于传统方式生产义眼的长期表现和影响。

· 学术新闻 ·

新一届“Dance Your Ph.D”比赛公布获奖作品名单

社会科学组的获奖作品“个体、社会环境和母性效应：来自野生袋鼠种群的启示”（Personality, Social Environment, and Maternal-Level Effects: Insights from a Wild Kangaroo Population，来源：WELI via youtube）

据《科学》新闻（Science News）消息，最新一届“Dance Your Ph.D”公布了获奖者名单，其中社会科学组的获奖作品“个体、社会环境和母性效应：来自野生袋鼠种群的启示”（Personality, Social Environment, and Maternal-Level Effects: Insights from a Wild Kangaroo Population）同时获得本届总冠军。获奖者梅纳里奥·科斯塔（Menário Costa）于2021年获得生态学博士学位，随后转行成为歌手兼作曲家，为原创歌曲《袋鼠时间》（Kangaroo Time）录制了视频参加本次比赛，灵感来源于他此前的袋鼠研究。

其它获奖作品包括生物组的“早年逆境的表观遗传学”（Epigenetics of Early Life Adversity），化学组的“不同细胞间的生物钟通信”（Circadian Clock Communication Between Different Cells）和物理组的“确定、量化和预测弗吉尼亚州山脊和山谷及蓝岭地区以及北卡罗来纳州瀑布湖流域的河岸侵蚀情况（工作题目）”[Identifying, Quantifying and Predicting Streambank Erosion in the Ridge and Valley and Blue Ridge regions of Virginia and Falls Lake Watershed, North Carolina (working title)]。

“Dance Your Ph.D”是一项由《科学》（Science）杂志前记者约翰·博汉南（John Bohannon）发起的比赛，旨在鼓励具有博士学位或者正在读博的科研工作者通过舞蹈展示自己的科学研究。在今年的比赛中，每组获奖者可获得750美元的奖金，而总冠军还将额外获得2000美元的奖金。（Science News）

撰写：冬鸢、二七

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